Чтобы найти электродвижущую силу (ЭДС) индукции в соленоиде при изменении магнитного потока, мы можем воспользоваться законом электромагнитной индукции Фарадея. Этот закон гласит, что ЭДС индукции в замкнутом контуре пропорциональна скорости изменения магнитного потока через этот контур.
Формула для ЭДС индукции выглядит следующим образом:
[ \mathcal{E} = -\frac{d\Phi}{dt} ]
где:
- (\mathcal{E}) — ЭДС индукции,
- (\Phi) — магнитный поток,
- (\frac{d\Phi}{dt}) — скорость изменения магнитного потока.
В случае соленоида, который содержит (N) витков, общая ЭДС индукции будет равна:
[ \mathcal{E} = -N \frac{d\Phi}{dt} ]
Теперь подставим данные из задачи:
- (N = 500) витков,
- (\Phi_{initial} = 7 \text{ мВб} = 7 \times 10^{-3} \text{ Вб}),
- (\Phi_{final} = 3 \text{ мВб} = 3 \times 10^{-3} \text{ Вб}),
- (\Delta t = 5 \text{ мс} = 5 \times 10^{-3} \text{ с}).
Изменение магнитного потока ((\Delta \Phi)):
[ \Delta \Phi = \Phi{final} - \Phi{initial} = (3 \times 10^{-3}) - (7 \times 10^{-3}) = -4 \times 10^{-3} \text{ Вб} ]
Скорость изменения магнитного потока ((\frac{d\Phi}{dt})):
[ \frac{d\Phi}{dt} = \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} = \frac{-4 \times 10^{-3} \text{ Вб}}{5 \times 10^{-3} \text{ с}} = -0.8 \text{ Вб/с} ]
Теперь подставим это в формулу для ЭДС индукции:
[ \mathcal{E} = -N \frac{d\Phi}{dt} = -500 \times (-0.8 \text{ Вб/с}) = 400 \text{ В} ]
Таким образом, ЭДС индукции в соленоиде равна 400 В.